一种具有架线辅助功能的电动卡车(20)包括具有第一、第二和第三接触器(41，42，43)的DC链路(40)，所述第一、第二和第三接触器(41，42，43)可在不同的构型下打开和关闭以在不同模式下操作卡车。在正常推进模式下，三个接触器是打开的，且电力从机载电源(23)路由至电推进马达(26)。在正常减速模式下，三个接触器是关闭的，以通过所述DC链路(40)中的栅极电阻器(56)来路由通过电推进马达(26)生成的电能。在架线模式下，第一和第二接触器(42)是关闭的，但第三接触器(43)是打开的，并且电力从架线(11，13)路由至马达，用于推动卡车，或在相反的方向上使卡车减速。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种具有架线辅助功能的电动卡车(20)包括具有第一、第二和第三接触器(41，42，43)的DC链路(40)，所述第一、第二和第三接触器(41，42，43)可在不同的构型下打开和关闭以在不同模式下操作卡车。在正常推进模式下，三个接触器是打开的，且电力从机载电源(23)路由至电推进马达(26)。在正常减速模式下，三个接触器是关闭的，以通过所述DC链路(40)中的栅极电阻器(56)来路由通过电推进马达(26)生成的电能。在架线模式下，第一和第二接触器(42)是关闭的，但第三接触器(43)是打开的，并且电力从架线(11，13)路由至马达，用于推动卡车，或在相反的方向上使卡车减速。【专利说明】具有架线辅助功能的电动卡车的简化拓扑
本公开总体涉及用于具有架线辅助功能的电动卡车的DC链路，并且更具体地涉 及具有三个接触器的DC链路，所述接触器具有利用机载或架线电源来推进卡车或使卡车 减速的不同构型。
技术介绍
大规模材料开采往往需要消耗大量能量。在许多露天矿山中，大型矿用卡车车队 几乎可以连续运作以将矿石和/或覆盖层从提取区域运输至倾卸或加工现场。许多这样的 矿用卡车通过使用直接驱动策略或柴油-电力驱动系统的柴油驱动的发动机来操作。与许 多其他重型设备系统一样，矿用卡车的燃料成本可能是巨大的。此外，许多矿山都位于偏远 地区，并且与将燃料运输到矿场相关联的成本可能会使运营成本显著增加。即使获得了足 够的燃料供应，有时也是具有挑战性的，与成本无关。由于这些原因以及其他原因，采矿业 的工程师和矿用设备制造商正在不断寻找方法来降低燃料消耗。考虑到商品的历史价格波 动，例如，开采出来的材料和石油燃料的历史价格波动，以及矿场中地质和地形的变化，供 应和消耗能量用于采矿活动的经济性往往很复杂，而且是非常多变的。 几十年来，矿商已经尝试使用现场产生或由公用电网提供的电力来为矿用设备供 电。现场发电与通过石油燃料直接加油的加油设备有类似的成本和可用性。由于许多矿山 地处偏远以及其他因素的影响，由电网供应电力，即使是相对较长的距离，已被证明，相比 于只依赖石油燃料，对于至少一些矿山一贯有利。但是，电力成本仍然可以因市场波动而变 化，以及因矿山不同而不同，这取决于矿物燃料、地热发电或水力发电的区域可用性，或用 于发电的能量的其他天然或可获得的来源。因此，即使在矿用设备的供电是可行的情况下， 仍有充足的动力尽可能有效地使用它，这样既可以控制成本，又可以优化面对不确定的经 济状况时的预测性。 在首先提出的几十年前，矿场电力的现有使用是具有高架架线的架线系统，其用 于提供电力，以协助矿用卡车，特别是在上坡道上载重行驶时。许多露天矿山包括从矿石提 取现场延伸到遥远的倾卸场或加工场地的运输道。在这样的场地上使用的矿用卡车可能需 要在运输道上上坡行驶几公里长，或者可能甚至是更长的距离。将理解的是，使用柴油或其 他石油燃料，诸如，液化天然气，以将装入上百吨矿石的矿用卡车向上推动到这样的坡度可 能成本很高，因此，近年来对架线系统重新燃起兴趣。典型的矿用卡车可能会有至少四种不 同的操作模式，其中包括利用机载电气系统来推进卡车的运动或使其减速，并且基于架线 的推进或甚至通过使卡车减速而产生电力的架线减速被反馈到架线电网。促进所有这些模 式，或者其他模式，可能需要具有多个不同接触器的DC链路拓扑，其中每个接触器可放置 在开路构型或闭路构型中。例如，美国专利号6, 646, 360示出了具有至少五个接触器的DC 链路拓扑，用于促进不同的操作模式。 本公开针对上述一个或多个问题，并且为某些矿用卡车中的DC链路提供更简单 的拓扑。
技术实现思路
在一个方面中，具有架线辅助功能的电动卡车包括耦合到框架的多个地面接合元 件。机载电源被附接到所述框架，并且包括机械地耦合到电力发生器的内燃发动机。至少 一个电推进马达被耦合到地面接合元件。电路将所述电力发生器电气连接到所述电推进马 达。受电弓支撑在框架上并且可在架线接合构型与收起构型之间移动。DC链路电气连接在 电路和受电弓之间，并且包括使正直流导体与正受电弓导体电气隔离的第一接触器和使负 直流导体与负受电弓导体电气隔离的第二接触器。正直流导体通过第一接触器、第三接触 器、栅极电阻器和第二接触器与负直流导体电气隔离。第一、第二和第三接触器中的每一者 可在开路构型和闭路构型之间变化。 在另一个方面中，架线DC链路包括使正直流导体与正受电弓导体电气隔离的第 一接触器。第二接触器使负直流导体与负受电弓导体电气隔离。正直流导体通过第一接触 器、第三接触器、栅极电阻器和第二接触器与负直流导体电气隔离。第一、第二和第三接触 器中的每一者可在开路构型和闭路构型之间变化。 在又一个方面中，一种操作具有架线辅助功能的电动卡车的方法，其包括通过打 开DC链路中的第一、第二和第三接触器，以及将来自机载电源的电能路由至耦合到地面接 合元件的电推进马达在正常推进模式下推动卡车。卡车是通过关闭第一和第二接触器，打 开第三接触器以及将来自受电弓的电能通过DC链路路由至电推进马达在架线推进模式下 推进的。卡车是通过关闭所有的第一、第二和第三接触器，以及通过DC链路中的栅极电阻 器来路由来自电推进马达的电能在正常减速模式下减速的。卡车是通过关闭第一和第二接 触器，打开第三接触器，以及通过DC链路来路由来自电推进马达的电能，以及通过受电弓 来使卡车脱落在架线减速模式下减速的。 【专利附图】【附图说明】 图1是根据本公开的一个方面的矿场的俯视图； 图2是根据本公开的具有架线辅助功能的电动卡车的侧视图；以及 图3是图2中具有架线辅助功能的电动卡车中的DC链路的示意图。 【具体实施方式】 首先参考图1和图2,矿场10可包括下坡段12和上坡段14。在典型的情况下，多 个具有架线辅助功能的电动卡车20在下坡段12上无负载行驶。在低矿场位置，卡车可填充 有矿石或覆盖层。在负载了倾卸台27中的材料后，卡车20从上坡段14行驶到卡车卸载的 加工场地，然后重复循环。在所示的矿场10中，下坡段12和上坡段14均各包括连接到本 地电网（未示出）和/或公共电网线路的各自的架线11和13。在上坡段14期间，每个卡 车20可利用受电弓35来电气连接卡车20以从架线13汲取电力。因此，在上坡段期间，从 架线车13汲取的电力由每个单独的卡车20利用以将上坡的卡车朝倾卸或加工场地推进。 虽然不是必要的，但是卡车也可以在下坡段期间连接到架线11，且响应于卡车的下坡行驶， 在势能转化为电能时，卡车20的电推进马达26可充当发电机来将电力反馈回架线。 各具有架线辅助功能的电动卡车20是围绕框架21建造的，且支撑在多个耦合到 框架的地面接合元件22上。在所示实施例中，地面接合元件22是轮胎，但其它地面接合元 件，诸如，轨道，也将落入本公开的范围之内。每个卡车20包括机载电源23,机载电源23被 附接到框架21，并且包括机械地耦合到电力发生器25的内燃发动机24。内燃发动机24可 以是压缩点火发动机，可以是单燃料发动机，也可能是双燃料发动机，主要是利用用液体柴 油燃料的导引充量点燃的天然气。机载本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有架线辅助功能的电动卡车(20)，包括：框架(21)；多个地面接合元件(22)，其耦合到所述框架(21)；机载电源(23)，其附接到所述框架(21)且包括机械地耦合到电力发生器(25)的内燃发动机(24)；至少一个电推进马达(26)，其耦合到所述地面接合元件(22)；电路(33)，其将所述电力发生器(25)电气连接到所述电推进马达(26)；受电弓(35)，其支撑在所述框架(21)上，且能够在架线(11，13)接合构型和收起构型之间运动；直流链路(40)，其电气连接在所述电路(33)和所述受电弓(35)之间，并且包括使正直流导体(50)与正受电弓导体(50)电气隔离的第一接触器(41)；使负直流导体(51)与负受电弓导体(53)电气隔离的第二接触器(42)；所述正直流导体(50)通过第一接触器(41)、第三接触器(43)、栅极电阻器(56)和第二接触器(42)与负直流导体(51)电气隔离；且第一、第二和第三接触器(41，42，43)中的每一者能够在开路(33)构型和闭路(33)构型之间变化。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱乐伟，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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